JPS5847090B2 - 弾性表面波フイルタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、インターディジタル電極を備えた弾性表面波
フィルタに関し、特に、中心周波数に対し非対称の周波
数特性を得るための電極パターンの改良に関する。

従Ｌ 単一のインターディジタルトランスジューサーで
非対称の周波数特性を得るには、隣接する電極フィンガ
ーの中心間の距離（以下電極ピッチという）を弾性表面
波伝播方向に沿って変化させる手法が知られている。

いわゆる可変ピッチ形インターディジタル電極で、次に
述べるようなものである。

すなわち、周波数特性をフーリエ逆変換すると、例えば
、第１図に示すようなインパルス応答が得られる。

このインパルス応答は、周波数特性が非対称であるため
、フーリエ逆変換の結果虚数部を含み、虚数部が零とな
る各ピーク点間の時間間隔は不均一となる。

そして、得られたインパルス応答に対応させてインター
ディジタル電極を形成すれば、この電極で所期の周波数
特性が実現できる。

その対応のさせ方は、通常、隣接する電極フィンガー間
の交叉幅（表面波励振領域）を、インパルス応答におけ
る各ピーク点（矢印で示す）の大きさに比例させ、かつ
電極ピッチを、インパルス応答におけるピーク点間の時
間に比例させて行えばよい。

ところが、ピーク点間の時間が不均一であるから、イン
ターディジタル電極の電極ピッチも不均一となり、この
結果非対称周波数特性の場合、インターディジタル電極
は可変ピッチ形となる。

上述した従来の手法は、所期の特性を満足できるが、電
極が不等ピッチであるため、電極パターンの設計が困難
となり、かつホトエツチング等の電極形成作業が煩雑に
なって作業能率が悪くなるという欠点を有している。

上述の問題点を解決するため等ピッチのインターディジ
タル電極で非対称周波数特性を得ようとする試みがなさ
れ、後述する奇−偶関数法ならびにミラー法という手法
が提案されている。

前者の奇−偶関数法は、所望周波数特性をリニア表示し
たもの’＆Ｈ１（ｃｕ）とすると、Ｈ，（ω−ωｏ）＝
Ｈ２（ω。

−ω）なるＨ２（ロ）を想定する手法である。

Ｈｌ−）とＨ２−）との関係は第２図のようになる。

ここで、偶成弁をＨＲ（ｕ）、奇成分をＨ（ｃ＝＋）と
し、Ｈ（、）とＨｌ（ω）を次のように定義すＩ
Ｒ ると、それらの関数は第３図のようになる。

※となる。

そして、インパルス応答は、 換したもので、 式（３）をフーリエ変 式（４）のｈＲ（ｔ）と−ｊｈ□（１）で示すインパル
ス応答はそれぞれ第４図の実線と破線のようになる。

同図のふたつのインパルス応答曲線はいずれモヒ−り点
間の時間が−（波長で表示するとλ０２ｆ。

／２）でほぼ均一であり、かつ両回線のピーク点が互い
に相手側のピーク点間の真中に位置する。

実線のインパルス応答に対応するインターディジタル電
極が対称成分を構成し、破線のインパルス応答が非対称
成分を構成する。

これらの曲線を合成すると第５図のようになり、これが
ｈ（ｔ）を示し、所望の周波数特性Ｈ１０）のインパル
ス応答である。

１ λ。

同図において、□（）の間隔で、すな ｆｏ４ わち第４図の各ピーク点に対応する位置にそれぞれ、イ
ンターディジタル電極の電極フィンガーの形状（長さ）
及び位置関係を決定するための矢印を想定し、この矢印
に合わせてインターディジタル電極を決定すると第６図
のようになる。

すなわち等ピッチで電極フィンガーの長さを矢印で表わ
された大きさに対応させて変化させたものである。

このインターディジタル電極を用いて得られる周波数特
性は、所期の特性を満足するものである。

後者のミラー法は、所定の周波数特性の中心周波数をｆ
。

とすると、２ｆｏに対して線対称となる、中心周波数が
３ｆｏの虚像を想定する手法であり、得られるインパル
ス応答は上述の奇−偶関数法の場合とほぼ同様となり、
電極パターンも上述と同じように決定する。

しかしながら、上述したように単に電極フィンガーの長
さを変えるだけでは、非対称成分を励振する電極フィン
ガー例えば、第６図のフィンガー１．２がλ０／２の電
極間隔をもち、対称成分を励振する電極フィンガー２，
３の電極間隔（λ０／４）に比べて２倍になるため、フ
ィンガー２のフィンガー１と作用する部分の長さを、本
来のλ０／２の電極間隔で励振する場合に比較して２倍
にしなければならない。

したがって、フィンガ一方向すなわち電界方向と垂直の
形状が太きくなり、また非対称成分のみ２０／２の電極
間隔で励振させるため特性上好ましくない影響が生ずる
なと、実用化に際して問題点が多い。

さらに上述の方法では、電極幅が一部。

どなるため、エラチング処理を施す際電極フィンガーが
切断し易いという欠点も有している。

そこで本発明は、同じように奇−偶関数法またはミラー
法によるインパルス応答、あるいは他の手法によるイン
パルス応答に対応させて電極パターンを構成するのであ
るが、後述するように電極パターンの形状に工夫を施し
て上述の問題点を解決すると同時に、電極フィンガーの
途切れ現象をなくした弾性表面波フィルタを提供するこ
とを目的とする。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳述する。

第７図は本発明による弾性表面波フィルタに用いるイン
ターディジタル電極の電極パターンの一部を示す。

インターディジタル電極１０は、図示はしていないが、
圧電体と協働して、弾性表面波を励振または受信するよ
うに、圧電体上に直接もしくは絶縁薄膜等を介在させて
設けられている。

圧電体としては、ＰＺＴ等の圧電磁器、ＺｎＯ等の圧電
薄膜、ＬｉＮｂＯ３等の単結晶等を用いるとよい。

インターディジタル電極１０はフィルタの入力用あるい
は出力用電極として用いるものであり、一組のくし歯電
極２０．３０で構成されており、各くし歯電極２０，３
０はそれぞれ、−λ。

の電極幅を有する主電極フィンガーと補助電極フィンガ
ーとが交互に一部０の電極ピッチで配置されている。

同図において、主電極フィンガーは２１゜２３．２５．
・・・・・・、と３１．３３，３５・・・・・・で示し
、補助電極フィンガーは２２，２４，２６．・・・・・
・、と３２，３４，３６．・・・・・・で示している。

すなわち両くし歯電極２０，３０の主電極フィンガーと
補助電極フィンガーとは、その遊端部で互いに対峙する
位置関係に配置されている。

これらの電極フィンガーのうち一部の電極フィンガーは
インパルス応答の形状によっては省略してもよい。

各電極フィンガーの遊端部は一部。

の電極幅に狭めちれ、対峙する相手側の一部０の電極幅
のフィンガ一部分と交叉するように構成されている。

隣接する主電極フィンガー同士が交叉する領域（右下が
り斜線）の長さは、第５図のインパルス応答における実
線の矢印の大きさに対応させ、また、上述した一部０の
電極幅のフィンガ一部分同士が交叉する領域（左下がり
斜線）の長さは、破線の矢印の大きさに対応させている
。

そして、右下がり斜線の交叉領域で第１の弾性表面波成
分が励振または受信され、これが周波数特性の対称成分
を構成し、また、左下がり斜線の交叉領域で第２の弾性
表面波成分が励振または受信され、これが非対称成分を
構成している。

このように、対称成分ならびに非対称成分ともに−λ。

の電極ピッチで弾性表面波を励振または受信させている
ので、第６図に記載したものに比較して、フィンガ一方
向の形状が小さくなる。

しかも、各電極フィンカーの大部分を一部。

の電極幅で構成しているので、電極形成時ならびに形成
後の他の工程において電極フィンガーが途切れるという
ことはほとんどない。

上記実施例において、対峙する電極フィンガーの−λ。

の電極幅を有する一対の狭幅フィンガー部分のうち、補
助電極フィンガー側の狭幅フィンガ一部分を省略し、残
りの狭幅フィンガ一部分とこれと隣接する異電位の主電
極フィンガーとの間で、非対称成分を励振または受信す
るようにしてもよい。

ただし、この場合にはフィンガ一方向の形状が小さくな
るという効果は得られない。

本発明は、以上説明したように、−λ。

の電極幅を有する電極フィンガーを二λ。

の電極ピッチで複数個配置した、１対のくし歯電極から
なるインターディジタル電極を用い、かつ少なくとも一
部 部の電極フィンガーにおける遊端部の電極幅を＝λ。

に構成しているので、本発明によれば、等ピッチでかつ
フィンガ一方向形状の小さいインターディジタル電極に
より、中心周波数に対して非対称の周波数特性を得るこ
とができ、その特性は理論上の特性に比べても比較的歪
が少なく、しかも電極フィンガーの途切れ現象がほとん
ど起こらない弾性表面波フィルタが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の可変ピッチ型電極におけるインパルス応
答特性図、第２〜５図は従来例及び本発明の説明に用い
る図で、第２図はＨｌＣＱ））とＨ２−）の周波数特性
図、第３図はＨＲ（ｕ）と・Ｈｏｏ）の周波数特性図、
第４図はＨＲｈ）とｊＨ，（ｍ）のインパルス応答特性
図、第５図はＨＲ（ＧＪ）とｊＨｌ（Ｇ））とを合成し
たインパルス応答特性図、第６図は従来のフィルタに用
いるインターディジタル電極のパターンを示す図、第７
図は本発明によるフィルタに用いるインターディジタル
電極のパターンを示す図である。 １０はインターディジタル電極、２１．２３゜２５、・
・・・・・、３１．３３．３５．・・・・・・は主電極
フィンガー、２２，２４，２６．・・・・・・、３２，
３４゜３６、・・・・・・は補助電極フィンガー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 圧電体及びこれと協働するインターディジタル電極
   を備えた弾性表面波フィルタにおいて、前記インターデ
   ィジタル電極は、−λ０の電極幅を有する電極フィンガ
   ーを一部０の電極ピッチで複数個配置した、入力用ある
   いは出力用の１組のくし歯電極を、互いに電極フィンガ
   ーが遊端で対向する位置関係に配置した電極パターンを
   有し、前記電極フィンガーのうち少なくとも一部の電極
   フィンガーは遊端部の電極幅を一部０にしたことを特徴
   とする弾性表面波フィルタ。 λｏ 二弾性表面波の中心周波数における波長